RU2434694C2

RU2434694C2 - Zolotarev's pyrolysis complex

Info

Publication number: RU2434694C2
Application number: RU2009131406/05A
Authority: RU
Inventors: Григорий Михайлович Золотарев (RU); Григорий Михайлович Золотарев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью фирма "РОСТ-Л"
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-11-27
Also published as: RU2009131406A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention may be used in municipal utilities systems. Pyrolysis complex for thermal treatment of carbon-containing wastes comprises inclined square-section Pyrolysis reactor 2 with external heating arranged I heat-isolated chamber 3, loading and discharging devices 1 and 10, respectively, system to bleed pyrolysis vapors via separator 5 into gas-engine 6 and diesel-engine 9 electrical units, and off-gas cleaner 13. Lower inclined bottom of reactor tubular housing is provided with a sheet of vibration exciter with anti-gritting coat. Pyrolysis vapors are bled via multiple branch pipes 4 welded to reactor top inclined wall and communicated tubular collector.

EFFECT: higher efficiency and reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к термической обработке углеродосодержащих отходов и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов.The invention relates to the heat treatment of carbon-containing waste and can be used in municipal utilities of cities.

Известны пиролизные установки, предусматривающие нагрев и термическое разложение углеродосодержащих отходов с ограниченной подачей воздуха в реактор (см. Бобович Б.Б., Девяткин В.В. «Переработка отходов производства и потребления». М.: «Интермет инжиниринг», 2000, с 218-236).Pyrolysis plants are known for heating and thermal decomposition of carbon-containing wastes with limited air supply to the reactor (see Bobovich BB, Devyatkin VV “Processing of production and consumption wastes.” M.: Intermet Engineering, 2000, p. 218-236).

Недостатком таких пиролизных установок является низкая калорийность пиролизного газа из-за попадания воздуха в реакционную камеру, что приводит к значительному содержанию в пиролизном газе инертного азота.The disadvantage of such pyrolysis plants is the low calorific value of the pyrolysis gas due to air entering the reaction chamber, which leads to a significant content of inert nitrogen in the pyrolysis gas.

Известна пиролизная установка с внешним нагревом наружного теплоизоляционного корпуса и с вращающимся внутри распределительным барабаном. Углеродосодержащие отходы перемещаются по поверхности барабана и контактируют с горячей поверхностью металлического корпуса. В результате трения об корпус и интенсивного нагрева углеродосодержащих отходов происходит их термохимическое разложение с образованием пиролизного газа (Реклама пиролизной установки "GLES"-Green Ligcht Energy Solutions, США, Сан-Франциско, 2008 г.).Known pyrolysis installation with external heating of the external heat-insulating housing and with a rotating inside the distribution drum. Carbon-containing wastes move along the surface of the drum and come into contact with the hot surface of the metal casing. As a result of friction against the body and intense heating of carbon-containing wastes, their thermochemical decomposition occurs with the formation of pyrolysis gas (Advertising of the GLES pyrolysis installation — Green Ligcht Energy Solutions, USA, San Francisco, 2008).

Недостатком данной пиролизной установки является наличие горизонтального вращающегося элемента - барабана, что вызывает вибрацию, шум и тяжелый температурный режим работы подшипников.The disadvantage of this pyrolysis installation is the presence of a horizontal rotating element - a drum, which causes vibration, noise and severe temperature conditions of the bearings.

Известна также пиролизная установка фирмы GEM (Graveson Energy Management Ltg.) с внешним нагревом углеродосодержащих отходов через оребренный металлический корпус, внутри которого вращается металлический барабан. Отходы перемещаются по поверхности металлического барабана и соприкасаются с горячей внутренней поверхностью оребренного металлического корпуса. В результате трения об корпус и интенсивного нагрева углеродосодержащих отходов происходит их термохимическое разложение с образованием пиролизного газа (Реклама фирмы GEM (Graveson Energy Management Ltg.), Англия, 2008 г.).Also known is the pyrolysis installation of the company GEM (Graveson Energy Management Ltg.) With external heating of carbon-containing waste through a finned metal body, inside which a metal drum rotates. Waste moves along the surface of the metal drum and is in contact with the hot inner surface of the finned metal body. As a result of friction against the body and intense heating of carbon-containing wastes, their thermochemical decomposition occurs with the formation of pyrolysis gas (Advertising by GEM (Graveson Energy Management Ltg.), England, 2008).

Недостатком этой пиролизной установки является наличие вертикального барабана, что вызывает вибрацию, шум и тяжелый температурный режим работы подшипников.The disadvantage of this pyrolysis installation is the presence of a vertical drum, which causes vibration, noise and severe temperature conditions of the bearings.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности и надежности работы пиролизной установки.The present invention is to improve the performance and reliability of the pyrolysis installation.

Решение поставленной задачи достигается тем, что пиролизный реактор выполнен в виде наклоненного трубчатого корпуса прямоугольного сечения, помещенного в теплоизоляционную камеру, в которую поступают горячие газы для внешнего нагрева металлического корпуса пиролизного реактора. Размер нижней и верхней стенок трубчатого корпуса существенно больше, чем размер боковых стенок. Благодаря этому достигается большая площадь соприкосновения отходов с горячей металлической поверхностью пиролизного реактора, а слой прогрева углеродосодержащих отходов имеет минимальное значение. Для отвода пиролизного газа к верхней стенке трубчатого короба приварены многочисленные патрубки, соединенные с трубчатым коллектором для подачи пиролизного газа в блок сепарации. Для уменьшения содержания инертного азота воздуха в пиролизном газе применены герметичные загрузочный и разгрузочный питатели ящичного типа. Горячие газы для прогрева металлического корпуса пиролизного реактора поступают от газомоторного и дизельного электроагрегатов, которые работают на пиролизном газе и жидком пиролизном топливе.The solution to this problem is achieved by the fact that the pyrolysis reactor is made in the form of an inclined tubular body of rectangular cross section, placed in a heat-insulating chamber into which hot gases enter for external heating of the metal body of the pyrolysis reactor. The size of the lower and upper walls of the tubular body is significantly larger than the size of the side walls. Due to this, a large contact area of the waste with the hot metal surface of the pyrolysis reactor is achieved, and the layer of heating of carbon-containing waste is of minimal importance. To remove pyrolysis gas, numerous nozzles are welded to the upper wall of the tubular duct connected to a tubular collector for supplying pyrolysis gas to the separation unit. To reduce the inert nitrogen content of air in the pyrolysis gas, sealed loading and unloading box-type feeders were used. Hot gases for heating the metal body of the pyrolysis reactor come from gas engine and diesel power units that operate on pyrolysis gas and liquid pyrolysis fuel.

Пример выполнения пиролизного комплекса представлен на чертежах, фиг.1 и фиг.2.An example of a pyrolysis complex is presented in the drawings, Fig.1 and Fig.2.

Пиролизный комплекс включает пиролизный реактор, выполненный в виде наклонного трубчатого корпуса прямоугольного сечения 2, помещенного в теплоизоляционную камеру 3, в которую поступают горячие газы для внешнего нагрева металлического корпуса пиролизного реактора. Размер нижней и верхней стенок трубчатого корпуса прямоугольного сечения в 2-4 раза больше, чем размер боковых стенок. На нижнем днище трубчатого корпуса пиролизного реактора установлен лист вибропобудителя с антипригарным покрытием.The pyrolysis complex includes a pyrolysis reactor made in the form of an inclined tubular body of rectangular cross section 2, placed in a heat-insulating chamber 3, into which hot gases enter for external heating of the metal body of the pyrolysis reactor. The size of the lower and upper walls of the tubular body of rectangular cross section is 2-4 times larger than the size of the side walls. On the lower bottom of the tubular body of the pyrolysis reactor, a sheet of vibration exciter with non-stick coating is installed.

К пиролизному реактору сверху присоединен герметичный загрузочный питатель ящичного типа 1, с помощью которого во внутреннюю полость пиролизного реактора поступают углеродосодержащие отходы. В основании пиролизного реактора установлен герметичный разгрузочный питатель ящичного типа 10, с помощью которого выгружают золошлаки.To the pyrolysis reactor, a sealed box-type feeder 1 is connected from above, with the help of which carbon-containing waste enters the internal cavity of the pyrolysis reactor. At the base of the pyrolysis reactor, a sealed box-type discharge feeder 10 is installed, with which ash and slag are unloaded.

К верхней стенке трубчатого корпуса реактора присоединены многочисленные патрубки 4, которые через коллектор соединены с блоком сепарации 5, где происходит разделение на газообразную и жидкую фазы.Numerous nozzles 4 are connected to the upper wall of the tubular reactor vessel, which are connected through a collector to a separation unit 5, where the separation into gaseous and liquid phases takes place.

Пиролизный комплекс оборудован газгольдером 6 для накопления кондиционного пиролизного газа и газомоторным электроагрегатом 7 для выработки электрического тока.The pyrolysis complex is equipped with a gas holder 6 for the storage of conditioned pyrolysis gas and a gas engine electric unit 7 for generating electric current.

Пиролизный комплекс оборудован также емкостью 8 для сбора пиролизной горючей жидкости и дизельным электроагрегатом 9 для выработки электрического тока.The pyrolysis complex is also equipped with a capacity of 8 for collecting pyrolysis of a combustible liquid and a diesel electric unit 9 for generating electric current.

Выходные патрубки газомоторного и дизельного электроагрегатов соединены газоходом с нижней частью теплоизоляционной камеры.The outlet pipes of the gas engine and diesel power units are connected by a gas duct to the lower part of the heat-insulating chamber.

Для обеспечения пускового режима в нижней части пиролизного реактора установлена газовая горелка 11, к которой поступает газ от автономного источника горючего газа.To ensure the starting mode, a gas burner 11 is installed in the lower part of the pyrolysis reactor, to which gas is supplied from an autonomous source of combustible gas.

Для дополнительного нагрева пиролизного реактора в нижней части теплоизоляционной камеры установлена газовая горелка 12, работающая на некондиционном пиролизном газе, который отводят из верхней зоны пиролизного реактора, где происходит сушка отходов.For additional heating of the pyrolysis reactor, a gas burner 12 is installed in the lower part of the heat-insulating chamber, operating on substandard pyrolysis gas, which is removed from the upper zone of the pyrolysis reactor, where the waste is dried.

Отвод охлажденного газа из теплоизоляционной камеры в атмосферу осуществлен через устройство очистки и утилизации тепла выхлопных газов 13.The chilled gas was removed from the heat-insulating chamber to the atmosphere through a device for cleaning and utilizing heat of exhaust gases 13.

Работа пиролизного комплекса осуществляется следующим образом.The work of the pyrolysis complex is as follows.

Углеродосодержащие отходы любой влажности без предварительной сушки и дробления (за исключением негабаритных включений) загружают в приемный бункер и через герметичный загрузочный питатель ящичного типа 1 подают во внутреннюю полость пиролизного реактора 2, заключенного в теплоизоляционную камеру 3, в которую подают горячие газы. Размер нижней и верхней стенок трубчатого корпуса прямоугольного сечения в 2-4 раза больше, чем размер боковых стенок. На нижнем днище трубчатого корпуса пиролизного реактора установлен лист вибропобудителя с антипригарным покрытием. Образующиеся в результате термохимического разложения углеродосодержащих отходов пиролизные пары отводят с помощью многочисленных пиролизных патрубков 4 в трубчатый коллектор и далее в блок сепарации 5, где пиролизные пары разделяются на жидкую и газообразную фазы. Пиролизный газ поступает в газгольдер 6 и далее в газомоторный электроагрегат 7 для выработки электроэнергии. Жидкое пиролизное топливо стекает из сепаратора в емкость 8, откуда с помощью насоса поступает в дизельный электроагрегат 9 для выработки электроэнергии. Отходящие от газомоторного электроагрегата и дизельного электроагрегата горячие газы подают по отдельным газоходам в теплоизоляционную камеру для обеспечения внешнего нагрева пиролизного реактора. Выгрузку оставшихся после пиролизного газа золошлаков осуществляют с помощью герметичного разгрузочного питателя ящичного типа 10. Для обеспечения пускового режима во внутреннюю полость пиролизного реактора подают горячие газы от газовой горелки 11, к которой поступает газ от автономного источника горючего газа. Для дополнительного нагрева металлического корпуса пиролизного реактора в теплоизоляционную камеру подают горячие газы от газовой горелки 12, работающей на некондиционном пиролизном газе, который отводят из верхней зоны пиролизного реактора, где происходит сушка отходов.Carbon-containing waste of any moisture content without preliminary drying and crushing (with the exception of oversized inclusions) is loaded into the receiving hopper and fed into the inner cavity of the pyrolysis reactor 2, enclosed in a heat-insulating chamber 3, into which hot gases are fed through a sealed feed box type 1 feeder. The size of the lower and upper walls of the tubular body of rectangular cross section is 2-4 times larger than the size of the side walls. On the lower bottom of the tubular body of the pyrolysis reactor, a sheet of vibration exciter with non-stick coating is installed. The pyrolysis vapors resulting from the thermochemical decomposition of carbon-containing wastes are diverted using numerous pyrolysis tubes 4 into a tubular collector and then to a separation unit 5, where the pyrolysis vapors are separated into liquid and gaseous phases. Pyrolysis gas enters the gas tank 6 and then into the gas engine electric unit 7 to generate electricity. Liquid pyrolysis fuel flows from the separator into a container 8, from where it is pumped to a diesel power unit 9 to generate electricity. Hot gases leaving the gas engine electric unit and diesel electric unit are fed through separate gas ducts to the heat-insulating chamber to provide external heating of the pyrolysis reactor. The ash and slag remaining after pyrolysis gas is discharged using a sealed box-type unloading feeder 10. To ensure the starting mode, hot gases are supplied to the internal cavity of the pyrolysis reactor from a gas burner 11, to which gas is supplied from an autonomous source of combustible gas. For additional heating of the metal housing of the pyrolysis reactor, hot gases are supplied to the heat-insulating chamber from a gas burner 12 operating on substandard pyrolysis gas, which is removed from the upper zone of the pyrolysis reactor, where the waste is dried.

Отвод охлажденного газа из теплоизоляционной камеры осуществлен через устройство очистки и утилизации тепла выхлопных газов 13 в атмосферу.The cooled gas was removed from the heat-insulating chamber through a device for cleaning and utilizing heat of exhaust gases 13 into the atmosphere.

Такое выполнение пиролизного реактора позволяет осуществить термохимическое разложение углеродосодержащих отходов с высокой производительностью без применения вращающихся частей.This embodiment of the pyrolysis reactor allows thermochemical decomposition of carbon-containing waste with high performance without the use of rotating parts.

Claims

Pyrolysis complex for the thermal treatment of carbon-containing waste, including a tilted rectangular pyrolysis reactor with external heating, enclosed in a heat-insulating chamber, loading and unloading devices, a system for removing pyrolysis vapors through a separator into gas engine and diesel generators, a device for cleaning gases emitted into the atmosphere, characterized in that on the lower inclined bottom of the tubular body of the pyrolysis reactor placed sheet vibroactivator with non-stick coating, and about Pyrolysis vapor was supplied through numerous nozzles welded to the upper inclined wall of the pyrolysis reactor and connected to a tubular collector for feeding pyrolysis vapors to the separation unit to produce pyrolysis gas and pyrolysis liquid.